摘 要:本文主要从高层建筑的给排水设计和消防防护等方面进行了简单的介绍分析,并结合自己在建设、管理中常遇的问题,对工程的设计方面提出了自己的看法。
关键词:高层建筑,给排水设计,探讨
随着科技的不断进步和经济的飞速发展，人民居住理念的变化，高层建筑越来越多矗立于城市之中。城市高层建筑是城市化进程的必然产物，自21世纪以来，高层建筑的设施完善、层数增多、技术先进及功能齐全，是代表一个城市是否进入现代化的标志。对于高层建筑的设计，要本着技术合理和经济可行的原则进行合理科学的设计。高层建筑与居民的生活息息相关，生活与用水及排水相连，因此对高层建筑给排水系统的设计具有重大意义，这就给高层建筑的给排水系统的设计带来一定的要求，合理的设计、科学的管理以及优质的施工质量是保证系统安全有效运行的关键，采用新技术新措施才能更加保障给排水系统更好的运行，达到高层建筑对给排水系统的高要求。
该文章从建筑的给排水及消防系统这三个方面探讨了给排水设计在高层建筑中的设计和应用。
1 高层建筑中给水系统的设计
给水系统设计时根据用户的要求结合室外给水系统的实际情况经技术经济比较和综合评判确定合理最优的供水方式。国内外的高层建筑中供水系统里普遍采用的三种形式，第一种方式为水池→水泵房→高位水箱→用水点;第二种方式为水池→变频供水设备→用水点;第三种方式为水池→气压供水设备→用水点。采用第一种供水方式，优点为：水箱内可储存一定水量，供水比较安全可靠，水压稳定，水泵启动频率少，效率较高，设备费及运营费较低;缺点为水箱的设置占用了一些建筑面积，增加了高层建筑结构的复杂性，基建投资相对高，水质较易受到污染。采用第二种供水方式，优点为：节能，在保持设定压力的前提下，根据用水量的变化情况随时调整电机的转速，可延长设备使用寿命，保证运行的可靠性，调速全自动化，使用方便，设备安装方便，占地省，便于集中管理;缺点为变频器价格贵，设备费用比其他给水设备昂贵，变频器对工作环境条件(包括温度湿度灰尘等)要求高。采用第三种供水方式，优点为：不需要水箱，荷载大大减小，罐内水质不易受污染，基建投资较省，便于集中管理，较易实现自动控制;缺点为供水压力不稳，气压罐容积有限，储水少，供水可靠性较差，水泵启动频繁，增加了设备的运行费用，缩短了水泵的使用寿命。综上所述，以上三种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合考虑，选出最适合的供水方式。
给水系统中的分区是指按建筑高度竖向分区供水,按照顺序合理地将其划成若干个供水区域,每个供水区域都具有完整的供水系统。对供水竖向分区的确定是高层建筑在整个供水系统设计中最重要也是最基本的环节之一,竖向分区是否合理,将直接影响到供水系统的运行、维修、使用、节能和管理的情况与效果。如果分区过大,会因为下层管网水压过大,从而给用户使用带来诸多不便并且由于水压过高,极易造成管材损坏,就易导致回流污染和水锤噪声。如果分区过小,将会使得高层建筑的供水分区数增加,从而也会使得给水系统管道、设备与土建投资和维护管理工作的增加。高层建筑竖向分区应符合各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45MPa，各分区最不利配水点的水压，应满足用水水压要求。
高层建筑物的给水管材建设部大力推广和应用塑料给水管，高层楼的入户给水支管均采用PPR塑料管，热熔连接。与用水器连接采用带金属嵌件的聚丙烯管件丝接。高层楼的给水立管及引入管采用衬塑钢管，丝扣连接。塑料给水管与过去传统设计的金属管道相比,其质量轻、价格便宜、管道沿程损失小、使用寿命长、耐压强度满足设计要求。
因此,高层建筑中的给水系统设计，对于给水方式、竖向分区及其管材的选择等问题,应该在满足了用户对水量与水压的要求下,通过合理的计算及选择，使得给水工程综合投资最小化。随着我国高层建筑的不断发展,高层建筑内部的设施逐渐趋于完善,这就使得建筑里的设备及管道类型会相应增多、数量也将持续增大,并且由于其自身的特殊性,高层建筑对供水的要求相对较普通建筑较高,这自然也会增加在这方面的投资。
2 高层建筑中排水系统的设计
在高层建筑中,排水系统最核心的问题就在于怎样解决水气混合的流体排泄顺畅。在排水的过程中,我们首先需要考虑的是高层建筑排水对管道内壁的冲刷,其次需要虑水气混合产生的水流对卫生器具密封性的损坏。如果水管中的气压产生了激烈地变化,则会形成正压喷溅或者负压抽吸,这对排水管中的卫生器具密封性的稳定产生了非常严重的影响,因而造成卫生器具的损坏,更可能导致排水管道的系统不能正常地工作。为此,针对高层建筑排水的特点,在设计之中应该特别考虑其中三个方面:第一:必须进行严格的水力计算,来控制水管的设计流量不会超过规范中最大流量值;第二:我们需要在排水管中采取一定的措施,以减少水流在下降时带来的冲击力,尽量避免由于水流的冲击对水管内壁的破坏;第三:我们需要保证水管的安全,一般就是设置专门的通气管道和大气相通,这样就可以释放排水管道中的气压或补进空气以减小负压带来的影响,由此可以保证水管内的空气流通的同时抽除排水管道中残留的有害气体,以保护卫生器具的密封性,来延长卫生器具的使用寿命。
3 高层住宅在建筑给排水设计中需要关注的问题
高层建筑给排水设计重点应该放在户内设计上,在本人看来以下几点应该着重考虑:第一:铺设给排水管道的位置和怎样铺设的问题。我们的设计研究人员现在应当提倡本层的管道铺设在本层的铺设原则;第二:水表的设置问题。如果水表设置在户内,不但抄表员的工作量会很大,而且会使住宅的安全性大大降低。因此,高层建筑的分户水表适宜设在户外而不是户内;第三:我们还需要考虑地漏的设置与洗衣机机位的预留,地漏和存水弯两者的配合问题在规范上并没有具体规定,但这确实会影响用户在使用时的性能表现;第四:我们还需要考虑空调冷凝水的排放,空调正逐渐地进入了千家万户,但是如果空调的冷凝水总是无组织排放会严重污染高层建筑物的外墙,会严重影响建筑物的外表美观。建筑在进行给排水设计的同时也应该考虑空调冷凝水的有序排放;第五:我们还需要解决热水管道的铺设问题,在目前的情况下,住宅小区集中供应热水的情况较少,大多数都是住户入住后自己安装热水器以提供洗浴和生活热水,为此,我们的建筑设计人员应该在整个布局上多加以考虑。第六:还应充分地考虑节能方面的问题:高层建筑由于其自身的限制,给水系统带来的能耗非常大,并且在这其中用于将生活用水从地面输送到高层而消耗的能量占了非常大的比例,这也使得建筑给排水工程中的节能、节水的问题不容忽视。
4 消防方面需要注意的问题
随着人们安全意识的日渐提高,高层建筑的消防系统也对给排水设计提出了更高的要求。当外部消防力量没有办法对高层建筑进行全方位保护时,自救就成为了高层建筑消防的主要特点。
根据规定,我国大多数单体建筑、住宅小区和高层建筑,都应当设置消防水池进行二次加压。从城市规划方面的角度,我们更应当关注区域集中式消防供水系统,但这里我们需要关注的是怎样合理地设置消防水池的位置。由于考虑到为了减小消防泵启动时需要的启动负荷,我们应当在出水的管道上设置多功能的控制阀,这样,水泵在起动的时候就能自行打开阀门,在停止的时候自动关闭阀门,在控制的同时还能有效地防止水压过大给水泵带来的危害。自动喷水系统正在由之前的大水量喷淋系统逐步向小水量系统进行过渡。据我所知,目前已经有大公司开发出了更为先进的产品,可以将水流对电器设备的损害降到最低值,甚至完全不损坏。高层建筑宜采用小水量喷水系统来减少日常消防用水的储备,大幅度减少消防设备占用的空间,并大大增强对火灾的预判和探测能力。之前,高层建筑常采用的是烟感、温感元件,而现在火灾探测器正逐步被红外控制器所取代,这样,一旦检测到信号后再经电脑逻辑判断是否是火灾,并对喷水系统进行开关控制,这样就能够使火灾还处在萌芽的状态时就被扑灭,将财产损失降到最低点的同时大大提高了灭火效率。
5 结语
随着我国科学技术的持续发展,高层建筑对给排水的要求也越来越高,其自身的发展趋势也将更加趋向于人性化、环保化、智能化的方向。由于我国现代化的飞速发展，城市化进程随之不断深入，因而人类的生产生活必然就离不开水的供给与排放。虽然建筑给排水工程在整个建筑工程中所占的比重不大，但它却是与人们生活最紧密相连的。由此，研究建筑给排水的设计思路显得尤为重要，创造新的节能、节水、安全可靠的给水排水系统方式和设计方法将会是大势所趋。这对保证整个建筑日常运行的安全性和经济性，提高整个建筑的使用效率及人类生产生活的质量都有着十分重要的现实意义。高层建筑的设计人员，在设计时要本着技术又经济的原则进行合理科学的设计，使高层建筑适应时代发展的要求，同时满足居民越来越高的生活需求。
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